一种地下水污染预警溯源系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种地下水污染预警溯源系统，包括取样模块、检测模块、数据分析溯源模块、预警模块；取样模块用来吸取不同深度地下水；检测模块包括常规检测模块、三维荧光光谱检测模块、同位素检测模块；数据分析溯源模块包括常规化学指标对比模块、水质指纹对比模块、同位素对比模块、控制模块；控制模块与预警模块相连，所述预警模块将地下水的污染点信息发送给预设接收人。本发明专利技术还公开了一种地下水污染预警溯源方法。本发明专利技术常规的水化学检测技术、三维荧光光谱测定的水质指纹技术、同位素检测技术相结合，通过多级检测提高溯源的准确度，从而实现地下水污染的准确溯源及快速预警。警。警。

【技术实现步骤摘要】
一种地下水污染预警溯源系统及方法


[0001]本专利技术属于地下水污染溯源
，具体涉及一种地下水污染预警溯源系统及方法。

技术介绍

[0002]地下水污染相对于地表水污染具有隐蔽性的特点，污染发生后不易发现，发现时污染物往往已随地下水迁移较远，并容易造成不良的社会影响。对地下水污染进行管控，不仅仅强调污染修复，还应提高污染的快速发现能力，并尽快找到污染源头进行源控制，降低污染可能的影响。
[0003]目前进行地下水污染溯源的技术有水化学特征技术、水质指纹技术、同位素模拟技术、数值模拟技术等，其中数值模拟技术需人工校对建模，无法实现自动处理，同位素技术成本相对较高，无法作为日常检测发现污染物的方法，单一的水化学特征技术或水质指纹技术往往不能对污染物进行有效溯源，溯源准确度根据污染物种类会有较大变动。同时，目前的地下水污染溯源大都只采用上述的一种技术，然而单一的溯源方法往往难以做到准确溯源及预警。
[0004]现有地下水溯源与预警结合的方法或装置专利较少，其中中国专利(CN112505282A)提出了一种环境水体污染实施精准溯源预警方法及其系统，通过对日常水质指标进行对比，通过特征污染物的成分分析对比，进行污染源的锁定，但单一溯源方法往往难以做到准确预警。中国专利(CN111189815A)提出了一种利用拉曼散射光谱得到的水质指纹，根据目标污染物的特征峰排列来进行污染溯源；中国专利(CN109711674A)则提出构建湖库水体溯源指纹图谱，基于预先设置的指标筛选原则选择测定指标，用于水体污染溯源，这两个专利都主要集中于水质指纹法的应用，也是集中于单一溯源技术的应用方法提出，无法保证溯源的准确性。
[0005]基于以上问题，本申请提出一种地下水污染预警溯源系统及方法，将常规的水化学检测技术、三维荧光光谱测定的水质指纹技术、同位素检测技术相结合，通过多级检测提高溯源的准确度。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种地下水污染预警溯源系统及方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种地下水污染预警溯源系统，包括取样模块、检测模块、数据分析溯源模块、预警模块；
[0009]所述取样模块用来吸取不同深度地下水；
[0010]所述检测模块包括对地下水进行常规化学检测的常规检测模块、对地下水进行水质指纹检测的三维荧光光谱检测模块、对地下水进行同位素检测的同位素检测模块；
[0011]所述数据分析溯源模块包括常规化学指标对比模块、水质指纹对比模块、同位素对比模块以及控制模块；所述常规化学指标对比模块、水质指纹对比模块、同位素对比模块均与控制模块相连；
[0012]所述取样模块的出口分别与常规检测模块、三维荧光光谱检测模块、同位素检测模块的入口端相连；
[0013]所述常规检测模块、三维荧光光谱检测模块、同位素检测模块分别将检测结果传输至常规化学指标对比模块、水质指纹对比模块、同位素对比模块；所述常规化学指标对比模块、水质指纹对比模块、同位素对比模块将对比结果传输给控制模块；
[0014]所述控制模块控制常规检测模块、三维荧光光谱检测模块、同位素检测模块中各个入口和出口的打开或关闭；
[0015]所述控制模块与预警模块相连，所述预警模块将地下水的污染点信息发送给预设接收人。
[0016]优选的，所述取样模块包括能够吸取不同深度地下水的取样器。
[0017]优选的，所述取样器的出口端设置有过滤模块。
[0018]优选的，所述常规检测模块的常规化学检测包括常规检测和可选检测。
[0019]优选的，所述常规检测包括17种检测，分别为pH值、总硬度、溶解性总固体、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、挥发性酚、总氰化物、高锰酸盐指数、氟化物、砷、汞、镉、六价铬、铁、锰、大肠菌群的检测。
[0020]优选的，所述可选检测包括氯化物、硫酸盐、碳酸氢盐、石油类、细菌总数、硒、铍、钡、镍、总α放射性、总β放射性、铅、铜、锌、阴离子表面活性剂的检测。
[0021]优选的，所述同位素检测模块检测的同位素包括C、N、Pb。
[0022]优选的，所述常规化学指标对比模块将接收的地下水的常规化学指标与日常水样化学指标进行指标变化分析和相关性分析。
[0023]优选的，指标变化分析为计算指标变化率，所述指标变化率为地下水的各常规化学指标的变化值与日常水样相应化学指标的比值，所述地下水的各常规化学指标的变化值为地下水的各常规化学指标与日常水样相应化学指标差值的绝对值。
[0024]优选的，所述水质指纹对比模块包括能够对水质指纹图像进行对比并得出图像相似度的图像处理模块、常规水样水质指纹库以及各个周边企业的排污污水的水质指纹库。
[0025]优选的，所述同位素对比模块包括能够找出同位素比值所在数值区间的数据对比模块、各周边企业的污水C/N同位素比值数据库以及大气C/N/Pb同位素比值数据库、渗滤液C/N/Pb同位素比值数据库、农药C/N/Pb同位素比值数据库。
[0026]优选的，所述常规检测模块、三维荧光光谱检测模块、同位素检测模块中各个入口和出口均设置有电磁阀；
[0027]所述控制模块与各个电磁阀相连。
[0028]本专利技术还提供一种地下水污染预警溯源方法。
[0029]一种地下水污染预警溯源方法，包括以下步骤：
[0030]步骤1：取样模块启动吸取地下水样品；
[0031]步骤2：常规检测模块入口处的电磁阀打开，取样模块将吸取的地下水样品送至常规检测模块；
[0032]步骤3：常规检测模块对地下水样品进行常规化学指标检测，并将检测结果传输给常规化学指标对比模块；常规检测模块检测完毕后，控制模块控制常规检测模块入口处的电磁阀关闭、出口处的电磁阀打开，地下水样品排出；
[0033]步骤4：常规化学指标对比模块将接收的地下水的常规化学指标与日常水样化学指标进行指标变化分析和相关性分析，并将分析结果传输给控制模块；
[0034]当指标变化分析为无明显变化且相关性分析不小于70％时，检测完成，无预警；
[0035]当指标变化分析为有明显变化或相关性分析小于70％时，进行步骤5
‑
步骤7；
[0036]步骤5；控制模块控制取样模块启动、三维荧光光谱检测模块入口处的电磁阀打开；取样模块将吸取的地下水样品送至三维荧光光谱检测模块；
[0037]步骤6：三维荧光光谱检测模块对地下水样品进行水质指纹检测，并将检测结果传输给水质指纹对比对比模块；三维荧光光谱检测模块检测完成后，控制模块控制三维荧光光谱检测模块入口处的电磁阀关闭、出口处的电磁阀打开，地下水样品排出；
[0038]步骤7：水质指纹对比模块的图像处理模块将接收的地下水样品的水质指纹与常规水样水质指纹库进行对比并得出图像相似度，同时将对比结果传输给控制模块；
[0039]当地下水样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地下水污染预警溯源系统，其特征在于，包括取样模块、检测模块、数据分析溯源模块、预警模块；所述取样模块用来吸取不同深度地下水；所述检测模块包括对地下水进行常规化学检测的常规检测模块、对地下水进行水质指纹检测的三维荧光光谱检测模块、对地下水进行同位素检测的同位素检测模块；所述数据分析溯源模块包括常规化学指标对比模块、水质指纹对比模块、同位素对比模块以及控制模块；所述常规化学指标对比模块、水质指纹对比模块、同位素对比模块均与控制模块相连；所述取样模块的出口分别与常规检测模块、三维荧光光谱检测模块、同位素检测模块的入口端相连；所述常规检测模块、三维荧光光谱检测模块、同位素检测模块分别将检测结果传输至常规化学指标对比模块、水质指纹对比模块、同位素对比模块；所述常规化学指标对比模块、水质指纹对比模块、同位素对比模块将对比结果传输给控制模块；所述控制模块控制常规检测模块、三维荧光光谱检测模块、同位素检测模块中各个入口和出口的打开或关闭；所述控制模块与预警模块相连，所述预警模块将地下水的污染点信息发送给预设接收人。2.如权利要求1所述的地下水污染预警溯源系统，其特征在于，所述取样模块包括能够吸取不同深度地下水的取样器。3.如权利要求2所述的地下水污染预警溯源系统，其特征在于，所述取样器的出口端设置有过滤模块。4.如权利要求1所述的地下水污染预警溯源系统，其特征在于，所述常规检测模块的常规化学检测包括常规检测和可选检测。5.如权利要求4所述的地下水污染预警溯源系统，其特征在于，所述常规检测包括17种检测，分别为pH值、总硬度、溶解性总固体、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、挥发性酚、总氰化物、高锰酸盐指数、氟化物、砷、汞、镉、六价铬、铁、锰、大肠菌群的检测。6.如权利要求4所述的地下水污染预警溯源系统，其特征在于，所述可选检测包括氯化物、硫酸盐、碳酸氢盐、石油类、细菌总数、硒、铍、钡、镍、总α放射性、总β放射性、铅、铜、锌、阴离子表面活性剂的检测。7.如权利要求1所述的地下水污染预警溯源系统，其特征在于，所述同位素检测模块检测的同位素包括C、N、Pb。8.如权利要求1所述的地下水污染预警溯源系统，其特征在于，所述常规化学指标对比模块将接收的地下水的常规化学指标与日常水样化学指标进行指标变化分析和相关性分析。9.如权利要求8所述的地下水污染预警溯源系统，其特征在于，指标变化分析为计算指标变化率，所述指标变化率为地下水的各常规化学指标的变化值与日常水样相应化学指标的比值，所述地下水的各常规化学指标的变化值为地下水的各常规化学指标与日常水样相应化学指标差值的绝对值。10.如权利要求9所述的地下水污染预警溯源系统，其特征在于，所述水质指纹对比模
块包括能够对水质指纹图像进行对比并得出图像相似度的图像处理模块、常规水样水质指纹库以及各个周边企业的排污污水的水质指纹库。11.如权利要求10所述的地下水污染预警溯源系统，其特征在于，所述同位素对比模块包括能够找出同位素比值所在数值区间的数据对比模块、各周边企业的污水C/N同位素比值数据库以及大气C/N/Pb同位素比值数据库、渗滤液C/N/Pb同位素比值数据库、农药C/N/Pb同位素比值数据库。12.如权利要求11所述的地下水污染预警溯源系统，其特征在于，所述常规检测模块、三维荧光光谱检测模块、同位素检测模块中各个入口和出口均设置有电磁阀；所述控制模块与各个电磁阀相连。13.一种地下水污染预警溯源方法，其特征在于，基于如...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昕喆，张福良，房师平，
申请(专利权)人：中石化安全工程研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：